大气的光深有两个贡献，一个是干大气光深，另外一个更重要的部分就是水汽（水蒸气和水滴，根据研究，水冰的影响可以忽略）的光深。最早的时候，大气光深使用人造卫星或者气球发射射电波，地面接收进行测量。这种测量比较昂贵，而且不能长期进行，不能对所有天顶角进行测量。
      上世纪70年代，科学家发展了一种测量大气光深和可沉降水汽含量的方法（二者通常有简单的正比关系）。基本原理是测量水汽的射电辐射。这种方法的误差在15%左右。由于是被动测量，所以这种方法不依赖于气象条件，可以进行准实时测量（CSO的225 GHz光深每15分钟更新一次）。
       具体来说，这种通过水汽辐射测量大气光深的方法原理如下。假设$T_{\rm br}$是测量到的亮温度，$T_{\rm mr}$是所测量的视线方向，大气中水汽的平均亮温度，$T_{\rm bb}$是宇宙微波背景辐射。根据辐射转移方程
$T_{\rm b\nu}$=$T_{\rm bb}$ exp(-$\tau_{\nu}$)+$T_{\rm mr}$[1-exp(-$\tau_{\nu}$)]
整理后可以发现
$\tau_{\nu}$=-ln[($T_{\rm mr}$-$T_{\rm b\nu}$)/($T_{\rm mr}$-$T_{\rm bb}$)]
$T_{\rm bb}$=2.73 K是经过精确测量的，而$T_{\rm mr}$是根据气象数据估计的，主要的误差来源于这个量。

参考文献
Radford, S. J. E., 2011, in Astronomical Site Testing Data in Chile, ed. Curé, M., Otárola, A., Marín, J., & Sarazin, M., RevMexAA (SC) 41, 87
Westwater E. R. 1978, Radio Science, 13, 677